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研究生:蕭惠陽
研究生(外文):Hui-Yang Hsiao
論文名稱:設計和實現心電圖量測及儲存
論文名稱(外文):The Design and Implementation of Electrocardiogram Measurement and Storage
指導教授:陳煥陳煥引用關係
指導教授(外文):Huan Chen
口試委員:陳煥侯廷昭吳承崧鄭伯炤謝奇文
口試委員(外文):Huan ChenTing-Chao HouCheng-Shong WuBo-Chao ChengChi-Wen Hsieh
口試日期:2011/7/26
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:通訊工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:精簡指令集安全數碼卡心電圖微處理器序列周邊介面
外文關鍵詞:RISCSD CardECGMSP430F149SPI
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隨著醫療照護趨勢的改變,從病後治療已轉換為病前的預防,而這樣的改變就把醫療市場的重心重新分配,從大型醫院轉變到個人家中的居家照護與健康形態的管理。居家與個人的照護需要資通訊技術的整合以符合個人、資訊、行動化需求,所以本論文進行居家與個人健康照護的初步整合系統,實現兩種精簡指令集架構處理器上的訊號採集。
分別為高效能的32位元ARM開發平台和可攜式低耗電量的16位元MSP430F149微控器。採集的硬體架構包含生理訊號收集、生理訊號放大器、電壓位移板、類比轉數位訊號模組、處理器、ZigBee無線傳輸模組和安全數碼卡(SD Card)儲存模組所組成。
ARM開發平台我們實現ECG訊號的採集與ZigBee無線傳輸,透過ZigBee模組所提供的ADC訊號轉換器將ECG訊號數位化以利DSP,經過ZigBee開發套件上的IEEE802.15.4協定模組進行無線傳輸,最後由ZigBee Coordinator收集並將資料透過RS232與ARM平台溝通,ARM平台會將資料收集與格式化,藉由平台上Linux OS Kernel所提供Socket API與遠端介面進行資料的同步,介面部分將呈現心電圖與心率。另為由MSP430F149微處理器實現可攜式的ECG訊號採集,可攜式設備我們搭配SD Card模組並使用微處理器所提供的序列周邊介面(SPI)進行資料的儲存,系統達成ECG訊號採集與記錄功能。此設備也可將記憶卡拿到使用者電腦端介面去讀取呈現。
兩種平台的實現將達到及時遠程與戶外可攜式設備的ECG生理訊號監控,以增進健康與疾病預防之目的。
With the trend of change in medical care, prevention is better than cure, so that the focus of the medical market to redistribution from large hospitals to each others in the form of home care and health management. Home and personal care need to integrate information and communications technology to meet the needs of personal, information, action. The thesis achieves home and personal health care with the initial integration system, implemented in two RISC-based processor of the signal acquisition.
That is respectively high-performance 32-bit ARM development platform and portable low-power 16-bit MSP430F149 microcontroller. The composition of the hardware architecture included to collect physiological signals, physiological signal amplifier, analog to digital signal modules, processors, ZigBee wireless module and SD Card storage module.
We achieved ECG signal acquisition and ZigBee wireless on the ARM development platform. ZigBee module provided by the ADC signal converter digitized ECG signal in order to facilitate the DSP, and then through the ZigBee development kit on the IEEE802.15.4 protocol module for wireless transmission. Finally, the ZigBee Coordinator collected data, and via the RS232 communication with ARM platform. ARM platform would be collecting and formatting data, through the Linux OS Kernel platform provided Socket API and the remote interface for data synchronization, the interface part of the would shown ECG and heart rate.
In addition, we achieved a portable ECG signal acquisition by MSP430F149 microprocessor, portable devices with SD card module and use the SPI interface provided by the microprocessor for data storage, the system could be reached outdoors long record. This device can also be using the user PC interface to read displayed with the memory card.
These two platforms achieve the remote timely and outdoor portable devices of the physiological signals monitor to enhance health and disease prevention purposes.
第一章 前言
1.1 簡介
1.2 研究動機與目的
第二章 背景知識
2.1 心電電位原理
2.2 心電電位量測
2.3 檔案配置表(File Allocation Table, FAT)
第三章 系統平台介紹
3.1 Versatile Platform Baseboard for ARM926EJ-S
3.1.1 PB926EJ-S
3.1.2 UART Module
3.1.3 ZigBee Wireless Module
3.2 MSP430F149 16-bit Ultra-Low Power MCU
3.2.1 TIMSP430F149
3.2.2 Clock Module
3.2.3 Timer_A
3.2.4 ADC(Analog-to-Digital Converter) Module
3.2.5 SPI(Serial Peripheral Interface) Bus
3.2.6 SD(Secure Digital Card) Module
3.3 Physiological Signal Amplifier
第四章 系統設計與實做結果
4.1 Implementation of the ARM
4.1.1 ZigBee上的ECG與傳送接收
4.1.2 ARM平台的採集
4.2 Implementation of the MSP430
4.2.1 初始化CLK
4.2.2 取樣計時器Timer_A設定
4.2.3 ADC取樣
4.2.4 取樣訊號儲存
4.3 心電圖呈現介面
4.4 實驗結果
第五章 結論與未來展望
參考文獻
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